Extend FEM Module/pl: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Created page with "==Solwer==")
(Created page with "W FreeCAD solwer można podzielić na dwie części: * Jedna to obiekt dokumentu używany przez użytkownika do interakcji z solwerem. Chociaż można ustawić parametr solwera i jest on również używany do kontrolowania procesu rozwiązywania. * Druga część to tak zwane zadania solwera. Proces rozwiązywania jest podzielony na te zadania, a mianowicie: ''sprawdź, przygotuj, rozwiąż i wyniki''. Zadania te wykonują rzeczywistą pracę polegającą na wyeksporto...")
Line 88: Line 88:
==Solwer==
==Solwer==


In FreeCAD a solver can be split into two parts:
W FreeCAD solwer można podzielić na dwie części:
* Jedna to obiekt dokumentu używany przez użytkownika do interakcji z solwerem. Chociaż można ustawić parametr solwera i jest on również używany do kontrolowania procesu rozwiązywania.
* One is the document object used by the user to interact with the solver. Though it solver parameter can be set and it is also used to control the solving process.
* Druga część to tak zwane zadania solwera. Proces rozwiązywania jest podzielony na te zadania, a mianowicie: ''sprawdź, przygotuj, rozwiąż i wyniki''. Zadania te wykonują rzeczywistą pracę polegającą na wyeksportowaniu analizy do formatu rozumianego przez plik wykonywalny solwera, uruchomieniu pliku wykonywalnego i załadowaniu wyników z powrotem do FreeCAD.
* The other one are the so called tasks of a solver. The solving process is split into those tasks, namely: ''check, prepare, solve and results''. Those do the actual work of exporting the analysis into a format understood by the solver executable, starting the executable and loading the results back into FreeCAD.


Most files related to a solver reside in a sub-package of the {{incode|femsolver}} package (e.g. for Elmer its in {{incode|femsolver/elmer}}). The following list enumerates all files related to the implementation of a solver. Those are the files that need to be copied and modified to add support for a new solver to FreeCAD. The given example is taken from the solver implementation of Elmer.
Most files related to a solver reside in a sub-package of the {{incode|femsolver}} package (e.g. for Elmer its in {{incode|femsolver/elmer}}). The following list enumerates all files related to the implementation of a solver. Those are the files that need to be copied and modified to add support for a new solver to FreeCAD. The given example is taken from the solver implementation of Elmer.

Revision as of 09:05, 5 November 2023

Ćwiczenie
Temat
MES
Poziom trudności
Średnio zaawansowany
Czas wykonania
1 godzina
Autorzy
M42kus
Wersja FreeCAD
0.17
Pliki z przykładami
Nie dołączono
Zobacz również
-

Środowisko pracy MES obsługuje już wiele różnych wiązań i kilka solwerów. Mimo to użytkownicy często potrzebują więzów, które nie są jeszcze obsługiwane przez FreeCAD. Ta strona jest punktem wyjścia do serii samouczków i innych zasobów opisujących, jak rozszerzyć środowisko pracy MES przy użyciu istniejącej struktury. Chociaż ta seria może okazać się pomocna również dla programistów, ideą jest umożliwienie użytkownikom MES, którzy interesują się kodowaniem w Pythonie, możliwości samodzielnego dodawania potrzebnych rzeczy.

Dodawanie nowych wiązań, równań lub solwerów to w większości rutynowa praca. Ale zrobienie tego po raz pierwszy nie będzie tak łatwe, jak mogłoby się wydawać. Zrozumienie poniższych tematów okaże się pomocne:

System kompilacji (cmake)

System kompilacji musi zostać zmodyfikowany niezależnie od tego, które obiekty zostaną dodane do środowiska pracy MES. Każdy moduł (plik) Python musi zostać zarejestrowany. Środowisko pracy FEM wymaga zarejestrowania każdego nowego modułu Python w Mod/Fem/CMakeLists.txt. Jest to niezależne od typu modułu Python (GUI lub non-GUI). To, gdzie dokładnie moduł musi zostać wstawiony, zależy od jego roli. Solwer, równania i ograniczenia używają różnych list. Wyszukiwanie podobnych plików i wstawianie nowego pliku do tej samej listy działa przez większość czasu.

Jako przykład dodajmy nowe wiązanie o nazwie pressure, które jest związane z równaniem przepływu. Tak więc, FlowPressure będzie powszechnie używane jako <nazwa> dla tego wiązania. Nowe ograniczenie wymaga co najmniej następujących nowych modułów:

  • constraint_<name>.py
  • view_constraint_<name>.py
  • CommandFemConstraint<name>.py (może być niepotrzebny)

Te trzy pliki muszą zostać dodane do Mod/Fem/CMakeLists.txt, a także Mod/Fem/App/CMakeLists.txt. Wszystkie dodane linie kodu są oznaczone znakiem + na początku.

Mod/Fem/CMakeLists.txt

SET(FemObjects_SRCS
    femobjects/__init__.py
    femobjects/base_fempythonobject.py
    femobjects/constraint_bodyheatsource.py
    femobjects/constraint_electrostaticpotential.py
    femobjects/constraint_flowvelocity.py
    femobjects/constraint_initialflowvelocity.py
+   femobjects/constraint_initialflowpressure.py
    femobjects/constraint_selfweight.py
...
    femobjects/solver_ccxtools.py
)
...
SET(FemGuiViewProvider_SRCS
    femviewprovider/__init__.py
    femviewprovider/view_base_femconstraint.py
    femviewprovider/view_base_femobject.py
    femviewprovider/view_constraint_bodyheatsource.py
    femviewprovider/view_constraint_electrostaticpotential.py
    femviewprovider/view_constraint_flowvelocity.py
+   femviewprovider/view_constraint_flowpressure.py
    femviewprovider/view_constraint_initialflowvelocity.py
    femviewprovider/view_constraint_selfweight.py
...
    femviewprovider/view_solver_ccxtools.py
)

Organizacja źródła

Do organizacji kodu Python moduł MES wykorzystuje następujące podejście. Moduł jest podzielony na następujące pakiety:

  • femobjects, który zawiera wszystkie obiekty niezwiązane z GUI, takie jak proxy Python dla obiektów dokumentów, * femviewproviders, który zawiera wszystkie obiekty związane z GUI, takie jak proxy Python dla obiektów dokumentów.
  • femviewproviders zawierający wszystko, co związane z GUI, takie jak pythonowe proxy dla dostawców widoków.
  • Panele zadań oparte na C++ są przechowywane w 'Gui',
  • ikony można znaleźć w 'Gui/Resources/icons/',
  • pliki .ui są przechowywane w poleceniach 'Gui/Resources/ui/'.

Jeden pakiet nie jest zgodny z tym wzorcem: femsolver. Ma on swoje miejsce na tym samym poziomie co femobjects i femguiobjects (src/Mod/Fem/femsolver). Pakiet zawiera pakiety i moduły związane z solwerem i równaniami i jest zorganizowany w następujący sposób:

.femsolver
.femsolver.elmer
.femsolver.elmer.equations
.femsolver.calculix
.femsolver.calculix.equations
.femsolver.z88
.femsolver.z88.equations

Solwer

W FreeCAD solwer można podzielić na dwie części:

  • Jedna to obiekt dokumentu używany przez użytkownika do interakcji z solwerem. Chociaż można ustawić parametr solwera i jest on również używany do kontrolowania procesu rozwiązywania.
  • Druga część to tak zwane zadania solwera. Proces rozwiązywania jest podzielony na te zadania, a mianowicie: sprawdź, przygotuj, rozwiąż i wyniki. Zadania te wykonują rzeczywistą pracę polegającą na wyeksportowaniu analizy do formatu rozumianego przez plik wykonywalny solwera, uruchomieniu pliku wykonywalnego i załadowaniu wyników z powrotem do FreeCAD.

Most files related to a solver reside in a sub-package of the femsolver package (e.g. for Elmer its in femsolver/elmer). The following list enumerates all files related to the implementation of a solver. Those are the files that need to be copied and modified to add support for a new solver to FreeCAD. The given example is taken from the solver implementation of Elmer.

  • femsolver/elmer/solver.py: Document object visible in the tree-view. Implemented in python via a document proxy and view proxy.
  • femsolver/elmer/tasks.py: Module containing one task class per task required for a solver implementation. Those tasks divide the process of solving a analysis into the following steps: check, prepare, solve, results.
  • femcommands/commands.py: Adds the solver document object to the active document. Required to access the solver object from the GUI.

Equations

An equation represents a particular physics that shall be considered when solving the analysis (e.g. Flow, Heat). Not all solver in FreeCAD support (all) equations. Equations are represented by child objects of the corresponding solver object. In the tree-view this looks like this:

  • elmer-solver
    • elasticity
    • heat
    • flow
    • electrostatics

Most solver specific options (e.g. max. iterations, method of solving, etc) are set via the equation objects. One consequence of this is that each solver must have it's own implementation of "the same" equation. CalculiX would have a different Heat-object that Elmer. To avoid having multiple buttons for the same physics in the GUI each solver object adds it's equations itself.

The actual implementation can be split into the generic and the solver specific part. The generic part can be found in the femsolver.equationbase module. The solver specific part resides inside individual Equations sub-packages of the solver packages (e.g. femsolver/elmer/equations).

Adding a new equations to Elmer should be very easy. For newcomers there exists a tutorial which shows how to add a new equation to Elmer by adding the existing elasticity solver to FreeCAD: Add FEM Equation Tutorial.

Constraints

Constraints define boundary conditions for the problem that shall be solved. In FreeCAD constraints aren't specific to a particular solver. A problem setup can be solved by all solver that support all conditions in the analysis.

Adding new constraints is quite straight forward. For newcomers there is a tutorial: Add FEM Constraint Tutorial.